JP2015014237A - Ignition device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ignition device capable of simultaneously realizing improvement of robustness, suppression of electrode consumption, and power saving.SOLUTION: An ignition device includes an auxiliary power source 2 for increasing electric current flowing to a secondary winding 41 by executing discharge and stop from a booster circuit 1 in a superposed state to supply energy for keeping discharge after starting the discharge of an ignition plug 5 by opening and closing a switch element 3 for ignition, and the auxiliary power source 2 includes an auxiliary switch element 20 for switching the discharge and stop from the auxiliary power source 2, and a delay time calculating section 210 increasing and decreasing a delay time for delaying start of driving of the auxiliary switch element 20, and increasing and decreasing a discharge time Tdetermining an energy charging time from the auxiliary power source 2.

Description

この発明は内燃機関の点火を行う点火装置に係り、特に、放電開始後のスイッチングにより、重畳的に電流を流して放電維持を図る補助用電源と駆動周波数を算定する駆動周波数演算部とを設けた点火装置に関するものである。   The present invention relates to an ignition device for igniting an internal combustion engine, and in particular, includes an auxiliary power source for maintaining a discharge by flowing a current in a superimposed manner by switching after the start of discharge and a drive frequency calculation unit for calculating a drive frequency. The present invention relates to an ignition device.

火花点火式の内燃機関にあっては、点火コイル等からなる点火装置によって点火プラグに放電が発せられ、その放電により燃焼室に導入された燃料が燃焼に供される。
この内燃機関の燃焼状態を良好なものにするために、1回の燃焼行程内で点火プラグに放電を複数回生じさせる多重放電型の点火装置が提案されている。
特許文献1には、通常の誘導放電型の点火装置に加えて点火コイルの二次側に点火エネルギを注入するDC−DCコンバータと該DC−DCコンバータの作動を停止する作動停止手段と、所定の運転状況を検知したときに作動停止を解除する作動停止解除手段と、を設けた内燃機関用点火装置が開示されている。
In a spark ignition type internal combustion engine, a spark is discharged to an ignition plug by an ignition device including an ignition coil, and the fuel introduced into the combustion chamber by the discharge is used for combustion.
In order to improve the combustion state of the internal combustion engine, a multiple discharge type ignition device has been proposed in which a discharge is generated in the spark plug a plurality of times within one combustion stroke.
In Patent Document 1, in addition to a normal induction discharge type ignition device, a DC-DC converter that injects ignition energy into the secondary side of the ignition coil, an operation stop unit that stops the operation of the DC-DC converter, There is disclosed an internal combustion engine ignition device provided with an operation stop canceling means for canceling the operation stop when an operation state of the engine is detected.

実公平2−24066号公報Japanese Utility Model Publication 2-24066

ところが、従来の点火装置では、放電の維持を図るべく点火コイルの二次側に設けたDC−DCコンバータには、高耐圧素子を用いる必要があり、製造コストの増大を招く上に、耐圧性の向上、放熱性の向上を図る必要性から、装置の大型化を招き、また、高耐圧素子の発熱等による信頼性の低下等の問題もあった。   However, in the conventional ignition device, it is necessary to use a high breakdown voltage element for the DC-DC converter provided on the secondary side of the ignition coil in order to maintain the discharge. Therefore, there is a problem in that the size of the apparatus is increased due to the need to improve the heat dissipation and the heat dissipation, and the reliability is reduced due to heat generation of the high voltage element.

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、高耐圧素子を用いることなく、搭載性に優れ、信頼性の高い内燃機関の点火装置を低コストで提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine ignition device that is excellent in mountability and high in reliability without using a high withstand voltage element.

本発明(7、7a、7b)は、少なくとも、直流電源(10)と、該直流電源(10)の電源電圧を昇圧する昇圧回路(1)と、該昇圧回路(1)に接続せしめた一次巻線(40)の電流の増減により二次巻線(41)に高い二次電圧(V2)を発生する点火コイル(4)と、機関の運転状況に応じて発信された点火信号(IGt)にしたがって前記一次巻線(40)への電流の供給と遮断を切り換える点火用開閉素子(3)と、前記二次巻線(41)に接続され、前記二次巻線(41)からの二次電圧(V2)の印加により、内燃機関の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ(5)と、を具備して、内燃機関の点火を行う点火装置であって、前記点火用開閉素子(3)の開閉によって、前記点火プラグ(5)の放電を開始した後、所定の遅延時間(Td)を経過した後、所定の放電期間(TDC)だけ放電維持を図るエネルギを投入すべく、前記昇圧回路(1)からの放電と停止とを前記一次巻線(40)と前記点火用開閉素子(3)との接続点において重畳的に行うことによって、前記二次巻線(41)に流れる電流を増加する補助用電源(2)とを具備し、該補助用電源(2)からの放電の停止を切り換える補助用開閉素子(20)と、該補助用開閉素子(20)を開閉駆動する補助用開閉素子駆動回路(21、21a、21b)と、内燃機関の運転状況を示すエンジンパラメータ(EPr)に応じて、前記補助用開閉素子(20)の駆動を前記点火信号(IGt)の立ち下がりから所定の遅延時間(Td)だけ遅れて開始させる遅延時間演算部(210、210a、210b)とを具備することを特徴とする。 The present invention (7, 7a, 7b) includes at least a DC power supply (10), a booster circuit (1) for boosting the power supply voltage of the DC power supply (10), and a primary connected to the booster circuit (1). An ignition coil (4) that generates a high secondary voltage (V2) in the secondary winding (41) by increasing or decreasing the current of the winding (40), and an ignition signal (IGt) that is transmitted according to the operating condition of the engine The ignition switching element (3) for switching between supply and interruption of the current to the primary winding (40) in accordance with the secondary winding (41) and the secondary switching element (2) from the secondary winding (41). An ignition plug (5) for generating a spark discharge in the combustion chamber of the internal combustion engine by application of a secondary voltage (V2), and for igniting the internal combustion engine, 3) After opening and closing the spark plug (5) by opening and closing, After a lapse of delay time (Td), in order to introduce energy to achieve only sustaining a predetermined discharge period (T DC), said boosting circuit (1) discharge from the stop and the primary winding (40) An auxiliary power source (2) that increases the current flowing through the secondary winding (41) by superimposing at a connection point with the ignition switching element (3), and the auxiliary power source ( 2) an auxiliary opening / closing element (20) for switching stoppage of discharge from the auxiliary, an auxiliary opening / closing element drive circuit (21, 21a, 21b) for opening / closing the auxiliary opening / closing element (20), and the operating status of the internal combustion engine A delay time calculation unit (210) that starts driving the auxiliary opening / closing element (20) with a predetermined delay time (Td) from the fall of the ignition signal (IGt) according to an engine parameter (EPr) indicating 210a, 2 Characterized by comprising a 0b) and.

具体的には、前記遅延時間演算部(210、210a、210b)は、エンジン回転数(Ne)、吸気圧(PIN)、アクセル開度(Th)、クランク角(CA)、エンジン水温(Tw)、EGR率、空燃比(A/F)、点火コイル(4)の一次電圧(V1)、一次電流(I1)、二次電圧(V2)、二次電流(I2)のいずれかから選択した1又は複数のエンジンパラメータ(EPr)に基づいて判定した内燃機関の運転状況に応じて、内燃機関の回転数が低い程、又は、内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子(20)の開閉駆動を開始する遅延時間(Td)を長くし、内燃機関の回転数が高い程、又は、内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子(20)の開閉駆動を開始する遅延時間(Td)を短くする。 Specifically, the delay time calculation unit (210, 210a, 210b) includes an engine speed (Ne), an intake pressure (P IN ), an accelerator opening (Th), a crank angle (CA), an engine water temperature (Tw). ), EGR rate, air-fuel ratio (A / F), primary voltage (V1) of ignition coil (4), primary current (I1), secondary voltage (V2), or selected from secondary current (I2) Depending on the operating condition of the internal combustion engine determined based on one or more engine parameters (EPr), the lower the rotational speed of the internal combustion engine or the lower the load on the internal combustion engine, the lower the load of the auxiliary element (20). The delay time (Td) for starting the opening / closing drive is lengthened, and the delay time for starting the opening / closing drive of the auxiliary opening / closing element (20) as the rotational speed of the internal combustion engine is higher or the load of the internal combustion engine is higher ( Td) is shortened.

また、内燃機関の回転数が低い程、又は、内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子(20)の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間(TDC)を短くし、内燃機関の回転数が高い程、又は、内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子(20)の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間(TDC)を長くする。 Further, the lower the number of revolutions of the internal combustion engine or the lower the load on the internal combustion engine, the shorter the discharge period (T DC ) for maintaining discharge by the opening / closing drive of the auxiliary element (20), and the rotation of the internal combustion engine. The higher the number or the higher the load on the internal combustion engine, the longer the discharge period (T DC ) for maintaining the discharge by the opening / closing drive of the auxiliary opening / closing element (20).

本発明の点火装置(7、7a、7b)によれば、前記遅延時間演算部(210、210a、210b)によって、内燃機関の運転状況に応じた適切な遅延遅延時間(Td)、放電期間(TDC)を算出して、前記補助用開閉素子(20)の開閉タイミングを調節することが可能となり、前記補助用電源(2)から前記点火プラグ(5)に投入されるエネルギの増減を図ることが可能となり、投入エネルギの無駄を抑制しつつ、確実に放電の維持を図り、安定した着火を実現できる。 According to the ignition device (7, 7a, 7b) of the present invention, the delay time calculation unit (210, 210a, 210b) causes an appropriate delay delay time (Td) and discharge period (in accordance with the operating state of the internal combustion engine). T DC ) can be calculated to adjust the opening / closing timing of the auxiliary opening / closing element (20), and the energy supplied from the auxiliary power source (2) to the spark plug (5) can be increased or decreased. Therefore, it is possible to reliably maintain discharge and suppress stable waste while suppressing waste of input energy.

本発明の第1の実施形態における点火装置の概要を示す構成図The block diagram which shows the outline | summary of the ignition device in the 1st Embodiment of this invention 実施例1として示す、図1の点火装置の動作を説明するためのタイムチャート1 is a time chart for explaining the operation of the ignition device of FIG. 比較例1として示す、本発明の要部である遅延時間演算部を具備しない構成の点火装置の動作を示すタイムチャートThe time chart which shows the operation | movement of the ignition device of the structure which does not comprise the delay time calculating part which is a principal part of this invention shown as the comparative example 1. 本発明に適用される制御方法を示すフローチャートThe flowchart which shows the control method applied to this invention エンジンパラメータから遅延時間Tdを補間するためのマップの一例Example of map for interpolating delay time Td from engine parameters エンジンパラメータから放電期間TDCを補間するためのマップの一例An example of a map for interpolating discharge period T DC from engine parameters 比較例2として示す低回転、低負荷の運転状態における問題点を示す従来点火装置の特性図Characteristics diagram of conventional ignition device showing problems in low-rotation and low-load operation state shown as Comparative Example 2 実施例2として、低回転、低負荷の運転状態における本発明の効果を示す特性図As Example 2, the characteristic figure which shows the effect of this invention in the operating condition of low rotation and low load 比較例3として示す高回転、高負荷の運転状態における問題点を示す従来点火装置の特性図Characteristics diagram of conventional ignition device showing problems in high rotation and high load operation state shown as Comparative Example 3 実施例3として、高回転、高負荷の運転状態における本発明の効果を示す特性図As Example 3, the characteristic figure which shows the effect of this invention in the operating condition of high rotation and high load 本発明の第2の実施形態における点火装置の概要を示す構成図The block diagram which shows the outline | summary of the ignition device in the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第3の実施形態における点火装置の概要を示す構成図The block diagram which shows the outline | summary of the ignition device in the 3rd Embodiment of this invention.

図1を参照して、本発明の第1の実施形態における点火装置7の概要について説明する。
本発明の点火装置7は、図略の内燃機関8の気筒毎に設けられ、燃焼室内に導入された混合気に火花放電を発生させて点火を行うものである。
点火装置7は、昇圧回路1と、補助用電源2と、点火用開閉素子3と、点火コイル4と、点火プラグ5と、外部に設けた電子制御装置6(以下、ECU6と称する。)と、によって構成されている。
With reference to FIG. 1, the outline | summary of the ignition device 7 in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
The ignition device 7 of the present invention is provided for each cylinder of an internal combustion engine 8 (not shown), and generates spark discharge in the air-fuel mixture introduced into the combustion chamber to perform ignition.
The ignition device 7 includes a booster circuit 1, an auxiliary power source 2, an ignition switching element 3, an ignition coil 4, an ignition plug 5, and an electronic control device 6 (hereinafter referred to as ECU 6) provided outside. , Is composed of.

昇圧回路1は、電源10に接続したエネルギ蓄積用インダクタ11(以下、インダクタ11と称する。)と、インダクタ11への電流の供給と遮断を所定の周期で切り換える昇圧用開閉素子12(以下、昇圧用素子12と称する。)と、インダクタ11に並列に接続したキャパシタ15と、インダクタ11からキャパシタ15への電流を整流する第1の整流素子14と、点火コイル4の一次巻線40とからなり、いわゆるフライバック型の昇圧回路を構成している。
直流電源10(以下、電源10と称する。)は、車載バッテリや、交流電源をレギュレータ等によって直流変換した公知の直流安定化電源等が用いられ、例えば12V、24Vといった一定の直流電圧を供給する。
本実施形態において、昇圧回路2には、いわゆるフライバック型の昇圧回路が用いられた例を示しているが、これに限定するものではなく、いわゆるチョパ型の昇圧回路を用いることもできる。
The booster circuit 1 includes an energy storage inductor 11 (hereinafter referred to as an inductor 11) connected to a power source 10, and a boost switch element 12 (hereinafter referred to as a booster) that switches supply and interruption of current to the inductor 11 at a predetermined cycle. And a capacitor 15 connected in parallel to the inductor 11, a first rectifier element 14 that rectifies current from the inductor 11 to the capacitor 15, and a primary winding 40 of the ignition coil 4. That is, a so-called flyback type booster circuit is formed.
As the DC power supply 10 (hereinafter referred to as the power supply 10), a vehicle-mounted battery, a known DC stabilized power supply obtained by converting the AC power supply using a regulator or the like is used, and a constant DC voltage such as 12V or 24V is supplied. .
In the present embodiment, an example in which a so-called flyback type booster circuit is used as the booster circuit 2 is shown, but the present invention is not limited to this, and a so-called chopper type booster circuit can also be used.

インダクタ11には、所定のインダクタンス(L0、例えば、5〜50μH)を有するコア付きコイル等が用いられる。
昇圧用素子12には、サイリスタ、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等のパワートランジスタが用いられている。
昇圧用素子12には、昇圧素子駆動用ドライバ(以下、ドライバ13と称する。)が接続されている。
As the inductor 11, a coil with a core having a predetermined inductance (L0, for example, 5 to 50 μH) is used.
A power transistor such as a thyristor or IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used for the boosting element 12.
A boosting element driving driver (hereinafter referred to as driver 13) is connected to the boosting element 12.

ドライバ13には、機関の運転状況に応じてエンジン制御装置6(以下、ECU6と称する。)から点火信号IGtが発信される。
ドライバ13は、点火信号IGtにしたがって、所定のタイミングで所定の期間だけ、所定の周期でハイローが切り換えられる駆動パルスVGEを発生する。
ドライバ13から昇圧用素子12のゲートGに駆動パルスVGEが印加され、昇圧用素子12のオンオフが切り換えられる。
An ignition signal IGt is transmitted to the driver 13 from an engine control device 6 (hereinafter referred to as ECU 6) in accordance with the operating condition of the engine.
The driver 13 generates a drive pulse V GE that switches between high and low at a predetermined cycle for a predetermined period at a predetermined timing in accordance with the ignition signal IGt.
A drive pulse V GE is applied from the driver 13 to the gate G of the boosting element 12 to switch the boosting element 12 on and off.

キャパシタ15には、所定のキャパシタンス(C、例えば、100〜1000μF)を有するコンデンサが用いられている。
整流素子14には、ダイオードが用いられており、キャパシタ15からインダクタ11への電流の逆流を防止している。
As the capacitor 15, a capacitor having a predetermined capacitance (C, for example, 100 to 1000 μF) is used.
A diode is used for the rectifying element 14 to prevent a backflow of current from the capacitor 15 to the inductor 11.

ECU6から送信された点火信号IGtにしたがって、ドライバ13によって昇圧用素子12が開閉されると、電源10からインダクタ11に蓄えられた電気エネルギがキャパシタ15に重畳的に充電され、キャパシタ15の充放電電圧Vdcが電源電圧よりも高い電圧(例えば、50V〜数百V)に昇圧される。
点火コイル4は、コイル線材をN1回巻き回した一次巻線40、N2回巻き介した二次巻線41、コイルコア42、ダイオード43等によって構成されている。
点火コイル4の一次巻線40には、電源10の電圧が印加され、一次巻線40に流れる電流を増減することによって二次巻線41に二次電圧V2として、コイル巻き回数の比N2/N1によって定まる高い電圧(例えば、−20〜―50kV)を発生する。
When the booster element 12 is opened and closed by the driver 13 in accordance with the ignition signal IGt transmitted from the ECU 6, the electrical energy stored in the inductor 11 from the power supply 10 is charged in a superimposed manner on the capacitor 15, and the capacitor 15 is charged / discharged. The voltage Vdc is boosted to a voltage (for example, 50 V to several hundred V) higher than the power supply voltage.
The ignition coil 4 includes a primary winding 40 obtained by winding a coil wire material N1 times, a secondary winding 41 via N2 turns, a coil core 42, a diode 43, and the like.
The voltage of the power source 10 is applied to the primary winding 40 of the ignition coil 4, and the current flowing through the primary winding 40 is increased or decreased to obtain the secondary voltage V <b> 2 in the secondary winding 41. A high voltage (for example, -20 to -50 kV) determined by N1 is generated.

点火用開閉素子3(以下、点火用素子3と称する。)には、MOS FET、IGBT等のパワートランジスタPTrが用いられている。
点火用素子3は、機関の運転状況に応じてECU6から発信された点火信号IGtにしたがって一次巻線40への電流の供給と遮断を切り換える。
点火用素子3のスイッチングにより、一次巻線40への導通が遮断されると、磁界が急激に変化し、電磁誘導によって、二次巻線41に極めて高い二次電圧V2が発生し、点火プラグ5に印加される。
A power transistor PTr such as a MOS FET or an IGBT is used for the ignition switching element 3 (hereinafter referred to as the ignition element 3).
The ignition element 3 switches between supply and interruption of current to the primary winding 40 in accordance with an ignition signal IGt transmitted from the ECU 6 in accordance with the operating state of the engine.
When conduction to the primary winding 40 is interrupted by switching of the ignition element 3, the magnetic field changes rapidly, and an extremely high secondary voltage V2 is generated in the secondary winding 41 by electromagnetic induction, and the ignition plug 5 is applied.

補助用電源2は、キャパシタ15と一次巻線40との間に介装せしめた、補助用開閉素子20(以下、補助用素子20と称する。)と、補助用素子20を駆動する補助用開閉素子駆動回路21(以下、ドライバ21と称する。)第2の整流素子22と、電源10と、インダクタ11と、キャパシタ15とによって構成されている。
本実施形態におけるドライバ21は、本発明の要部である遅延時間演算部210を具備している。
The auxiliary power source 2 includes an auxiliary opening / closing element 20 (hereinafter referred to as the auxiliary element 20) interposed between the capacitor 15 and the primary winding 40, and an auxiliary opening / closing element that drives the auxiliary element 20. An element drive circuit 21 (hereinafter referred to as a driver 21) includes a second rectifier element 22, a power supply 10, an inductor 11, and a capacitor 15.
The driver 21 in this embodiment includes a delay time calculation unit 210 that is a main part of the present invention.

遅延時間演算部210は、後述する補間方法によって内燃機関E/Gの運転状況を示すエンジンパラメータEPrに応じて、点火信号IGtの終了位置(立ち下がり)から補助用素子20の駆動開始を遅延させる遅延時間Td及び放電期間TDCを算出する。
ドライバ21には、点火信号IGtの立ち下がりに同期して遅延時間Td及び、放電期間TDCをカウントするタイマが内蔵されている。
The delay time calculation unit 210 delays the driving start of the auxiliary element 20 from the end position (falling) of the ignition signal IGt according to the engine parameter EPr indicating the operating state of the internal combustion engine E / G by an interpolation method described later. It calculates a delay time Td and the discharge period T DC.
The driver 21, the ignition signal IGt falling synchronization with the delay time Td and a timer for counting the discharge period T DC is built.

点火コイル4からの二次電圧V2の印加により、放電が開始され、遅延時間演算部210で算出された所定の遅延時間Td経過した後に、所定の放電期間TDCだけ、ドライバ21から補助用素子20を駆動する駆動パルスVGSが出力される。
補助電源2は、点火用開閉素子3の開閉によって、点火プラグ5の放電を開始した後、所定の遅延時間Tdを経過した後、所定の放電期間TDCだけ放電維持を図るエネルギを投入すべく、昇圧回路1からの放電と停止とを一次巻線40と点火用開閉素子3との接続点において重畳的に行うことによって、二次巻線41に流れる電流を増加させることができる。
The application of the secondary voltage V2 from the ignition coil 4, the discharge is started, after the predetermined delay time Td elapses calculated by the delay time calculating unit 210, a predetermined discharge period T DC only, auxiliary element from the driver 21 A drive pulse V GS for driving 20 is output.
Auxiliary power supply 2, by the opening and closing of the ignition switching element 3, after starting the discharge of the spark plug 5, after the lapse of a predetermined delay time Td, in order to introduce energy to achieve sustaining a predetermined discharge period T DC The current flowing through the secondary winding 41 can be increased by superimposing and stopping the discharge from the booster circuit 1 at the connection point between the primary winding 40 and the ignition switching element 3.

補助用素子20の開閉駆動にしたがって、補助用電源2からの放電エネルギの投入が行われ、補助用電源2からの放電と停止とを重畳的に行うことによって、二次巻線41に流れる二次電流I2を増加することができる。
補助用素子20には、MOSFET等の応答性が高い、パワートランジスタが用いられている。
第2の整流素子22には、ダイオードが用いられ、キャパシタ15から一次巻線40へ投入する電流を整流する。
In accordance with the opening / closing drive of the auxiliary element 20, the discharge energy from the auxiliary power supply 2 is input, and the discharge from the auxiliary power supply 2 and the stop are performed in a superimposed manner, so that the second current flowing in the secondary winding 41 is increased. The secondary current I2 can be increased.
For the auxiliary element 20, a power transistor having high responsiveness such as a MOSFET is used.
A diode is used for the second rectifying element 22 and rectifies the current supplied from the capacitor 15 to the primary winding 40.

エンジンパラメータEPrには、例えば、エンジン回転数Ne、吸気圧PIN、アクセル開度Th、クランク角CA、エンジン水温Tw、EGR率、空燃比A/F等から選択した1又は複数のパラメータが用いられる。
エンジンパラメータEPrから、内燃機関の運転状況を把握し、吹き消え発生を防止できるような後述するマップにしたがって、遅延時間Td及び放電期間TDCが補間されエネルギーが投入される。
なお、本実施形態においては、エンジン回転センサ、吸気圧センサ、アクセル開度計、クランク角センサ、エンジン水温計、EGRセンサ、A/Fセンサ等の内燃機関8に設けた図略の運転状況確認手段9によって検出されたエンジンパラメータEPrが、ECU6を介して間接的に周波数演算部210に伝達される構成を示してあるが、運転状況確認手段9からの情報を遅延時間演算部210に直接入力するように構成しても良い。更にはエンジンの燃焼状態と相関が高い一次コイル電圧V1や電流I1、二次コイルの放電電圧V2,電流I2をパラメータに加えてもよい。
As the engine parameter EPr, for example, one or more parameters selected from the engine speed Ne, the intake pressure P IN , the accelerator opening degree Th, the crank angle CA, the engine water temperature Tw, the EGR rate, the air-fuel ratio A / F, and the like are used. It is done.
The engine parameter EPR, to grasp the operating conditions of the internal combustion engine, according to later-described map as a blow-off occurs can be prevented, the delay time Td and the discharge period T DC energy is interpolated is turned.
In the present embodiment, an unillustrated operating condition check provided in the internal combustion engine 8 such as an engine rotation sensor, an intake pressure sensor, an accelerator opening meter, a crank angle sensor, an engine water temperature gauge, an EGR sensor, an A / F sensor, etc. The engine parameter EPr detected by the means 9 is shown to be indirectly transmitted to the frequency calculation section 210 via the ECU 6, but information from the driving condition confirmation means 9 is directly input to the delay time calculation section 210. You may comprise so that it may do. Further, the primary coil voltage V1 and current I1, which are highly correlated with the combustion state of the engine, and the secondary coil discharge voltage V2 and current I2 may be added to the parameters.

補助用素子20により、キャパシタ15からの放電と停止とを切り換えることによって、一次巻線40に電流が流れ、二次巻線41に発生している電流・電圧が増強されため、吹き消えを抑制できる。
このとき、遅延時間演算部210によって、点火コイル4からの二次電圧V2の印加により、放電が開始された後、内燃機関の運転状況に応じた適切な遅延時間Tdだけ遅れて、補助用電源2からのエネルギ投入を行うことによって、省エネルギで、より安定した着火を実現できることが判明した。
また、点火コイル4の一次巻線40からエネルギを投入するため、二次巻線41側から投入する場合よりも、低電圧でエネルギを投入することができる。
By switching between discharging and stopping from the capacitor 15 by the auxiliary element 20, current flows in the primary winding 40 and the current / voltage generated in the secondary winding 41 is enhanced, thereby suppressing blowout. it can.
At this time, after the discharge is started by the application of the secondary voltage V2 from the ignition coil 4 by the delay time calculation unit 210, the auxiliary power supply is delayed by an appropriate delay time Td according to the operation state of the internal combustion engine. It has been found that by inputting energy from 2, energy saving and more stable ignition can be realized.
In addition, since energy is input from the primary winding 40 of the ignition coil 4, energy can be input at a lower voltage than when input from the secondary winding 41 side.

図2Aを参照して実施例1として示す本発明の点火装置7の作動について、図2Bを参照して、比較例1として本示す発明の要部である遅延時間演算部210を持たない構成の問題点について説明する。
図2A(a)に示すように、ECU6から点火信号IGtが発信される。本図(b)に示すように点火信号IGtの立ち上がりに同期して、所定の周期で昇圧用素子12のオンオフが繰り返され、同時に本図(c)に示すように、点火用素子3がオンとなる。
The operation of the ignition device 7 of the present invention shown as Example 1 with reference to FIG. 2A has a configuration without the delay time calculation unit 210 which is the main part of the invention shown as Comparative Example 1 with reference to FIG. 2B. Explain the problem.
As shown in FIG. 2A (a), an ignition signal IGt is transmitted from the ECU 6. As shown in this figure (b), the boosting element 12 is repeatedly turned on and off in a predetermined cycle in synchronism with the rising of the ignition signal IGt. At the same time, as shown in this figure (c), the ignition element 3 is turned on. It becomes.

昇圧用素子12の開閉により、キャパシタ15にインダクタ11からの電気エネルギが充電され、本図(e)に示すように、充放電電圧Vdcが徐々に上昇する。
点火信号IGtの立ち下がりに同期して、昇圧用素子12の駆動は停止され、同時に点火用素子3も停止される。
By opening / closing the step-up element 12, the capacitor 15 is charged with electric energy from the inductor 11, and the charge / discharge voltage Vdc gradually rises as shown in FIG.
In synchronism with the fall of the ignition signal IGt, the driving of the boosting element 12 is stopped, and at the same time, the ignition element 3 is also stopped.

このとき、本図(g)に示すように、点火コイル4の二次巻線41側に高い二次電圧V2が発生し、点火プラグ5に印加される。
二次電圧V2の印加により、点火プラグ5の電極間に放電が起こり、本図(h)に示すように、瞬間的に極めて大きな二次電流I2が流れる。
At this time, a high secondary voltage V2 is generated on the secondary winding 41 side of the ignition coil 4 and applied to the spark plug 5 as shown in FIG.
By applying the secondary voltage V2, a discharge occurs between the electrodes of the spark plug 5, and an extremely large secondary current I2 flows instantaneously as shown in FIG.

このとき、従来の火花点火装置では、本図(h)中、比較例1として、一点鎖線で示したように、速やかの二次電流I2が減少し、電極間の放電経路が途切れ、二次電流I2が流れなくなる。
しかし、本発明においては、本図(d)に示すように、点火信号IGtの立ち下がりから所定の遅延時間td経過した後、所定の放電期間TDCの間、補助用素子20がオンとなり、本図(e)に示すように、高電圧に充電されたキャパシタ15からの放電が開始され、補助電源2から本図(f)に示すように大きなエネルギの投入が図られる。
At this time, in the conventional spark igniter, as shown by the alternate long and short dash line in Comparative Example 1 in this figure (h), the secondary current I2 quickly decreases, the discharge path between the electrodes is interrupted, and the secondary The current I2 stops flowing.
However, in the present invention, as shown in the figure (d), after elapse of the ignition signal IGt predetermined delay time from the fall of td, during a given discharge period T DC, auxiliary device 20 is turned on, As shown in this figure (e), discharging from the capacitor 15 charged to a high voltage is started, and a large amount of energy is supplied from the auxiliary power supply 2 as shown in this figure (f).

遅延時間Tdは、本図(f)に示すように、二次電流I2が吹き消えを生じる限界電流IREFを下回る直前となっている。
これにより、放電初期のエネルギ投入を抑えることができるとともに、投入用エネルギを限界電流近傍まで保持させることができ放電維持が困難となる放電後期においても、最小限のエネルギで、二次電流I2を吹き消え限界電流IREF以上に保てるため、放電経路の維持が図れ、着火性を向上できる。
なお、二次電流I2は、補助電源2からのエネルギ供給量に比例するため、エンジン条件に応じて吹き消えを生じない範囲で適宜増減可能であり、後述するマップデータによって調整可能である。
As shown in FIG. 5F, the delay time Td is immediately before the secondary current I2 falls below the limit current IREF that causes blowout.
As a result, the energy input at the initial stage of discharge can be suppressed, and the secondary current I2 can be reduced with a minimum amount of energy even in the late stage of discharge when it is difficult to maintain the input energy near the limit current. Since the blowout limit current I REF or more can be maintained, the discharge path can be maintained and the ignitability can be improved.
Since the secondary current I2 is proportional to the amount of energy supplied from the auxiliary power source 2, it can be appropriately increased / decreased within a range where blowout does not occur depending on the engine conditions, and can be adjusted by map data described later.

ここで、図2Bを参照して、比較例1として示す、本発明の要部である遅延時間演算部210を用いない場合の問題点について説明する。
比較例1は、遅延時間演算部210を設けておらず、ECU6から発信された放電期間信号IGwにしたがって、放電開始後、速やかに補助電源2からのエネルギ投入が行われるようにした点が実施例1と相違する。
Here, with reference to FIG. 2B, a problem when the delay time calculation unit 210 which is a main part of the present invention, which is shown as Comparative Example 1, is not used will be described.
The comparative example 1 does not include the delay time calculation unit 210, and is implemented in that energy is quickly supplied from the auxiliary power source 2 after the start of discharge according to the discharge period signal IGw transmitted from the ECU 6. Different from Example 1.

比較例1では、IGwの信号によって、二次電流I2が、吹き消え限界電流IREFを下回るよりもかなり前にエネルギ投入をしている場合を示す。
この場合、本図(i)に示すように放電維持を図ることができるが、吹き消え限界を超える余剰投入エネルギにより、投入エネルギの無駄、電極消耗促進が発生することが判明した。
In Comparative Example 1, by a signal IGw, the secondary current I2, showing a case in which the energy charge well before below the blowout limit current I REF.
In this case, it is possible to maintain the discharge as shown in FIG. 6 (i), but it has been found that excessive input energy exceeding the blow-off limit causes waste of input energy and acceleration of electrode consumption.

ここで、図3を参照して、本発明の点火装置7の放電制御方法の一例について説明する。
なお、当該制御プログラムは、ドライバ21を構成する制御IC等に記憶させることができる。
ステップS100の起動判定行程では、内燃機関8の運転状況にしたがって、ECU6から発信された点火信号IGtの立ち上がりの有無を判定する。
点火信号IGtがオフの場合は、判定Noとなり、点火信号IGtの立ち上がりを検出するまでステップS100を繰り返す。
点火信号IGtの立ち上がりが検出されると判定Yesとなり、ステップS110に進む。
Here, with reference to FIG. 3, an example of the discharge control method of the ignition device 7 of the present invention will be described.
The control program can be stored in a control IC or the like constituting the driver 21.
In the activation determination step of step S100, it is determined whether or not the ignition signal IGt transmitted from the ECU 6 has risen in accordance with the operation status of the internal combustion engine 8.
If the ignition signal IGt is off, the determination is No, and step S100 is repeated until the rising of the ignition signal IGt is detected.
If the rising of the ignition signal IGt is detected, the determination becomes Yes, and the process proceeds to step S110.

ステップS110の点火用素子駆動行程では、点火用素子3がオンとなる。
同時にステップS120の昇圧用素子駆動開始行程に進み、昇圧用素子12の開閉駆動が開始される。
ステップS130の点火信号立ち下がり判定行程では、点火信号IGtの立ち下がりの有無を判定する。
点火信号IGtの立ち下がりを検出するまでは、判定Noとなり、ステップS130が繰り返される。
In the ignition element driving process in step S110, the ignition element 3 is turned on.
At the same time, the process proceeds to the step of starting boosting element drive in step S120, and the opening / closing drive of the boosting element 12 is started.
In the ignition signal fall determination process in step S130, it is determined whether or not the ignition signal IGt has fallen.
Until the falling of the ignition signal IGt is detected, the determination is No and step S130 is repeated.

その間は、昇圧用素子12の開閉駆動が繰り返され、昇圧用キャパシタ15の充電が行われる。
ステップS130で点火信号IGtの立ち下がりが検出されると、判定Yesとなり、ステップS140に進む。
ステップS140の点火用素子停止行程では、点火用素子3がオフとなる。
同時にステップ150の昇圧用素子停止行程に進み、昇圧用素子12もオフとなる。
これによって、点火コイル4の一次巻線40に流れる電流の急激な変化が起こり、電磁誘導によって二次巻線41側に高い極めて二次電圧V2が発生し、点火プラグ5の電極間の絶縁が破壊され、放電が開始される。
During that time, the booster element 12 is repeatedly opened and closed, and the booster capacitor 15 is charged.
If the fall of the ignition signal IGt is detected in step S130, the determination becomes Yes and the process proceeds to step S140.
In the ignition element stop process in step S140, the ignition element 3 is turned off.
At the same time, the process proceeds to the step 150 for stopping the boosting element, and the boosting element 12 is also turned off.
As a result, an abrupt change in the current flowing through the primary winding 40 of the ignition coil 4 occurs, a very high secondary voltage V2 is generated on the secondary winding 41 side by electromagnetic induction, and insulation between the electrodes of the spark plug 5 is prevented. It is destroyed and discharge begins.

次いで、ステップS160の遅延時間判定行程では、点火信号IGtの立ち下がりに同期してカウントを開始した遅延時間Tdが経過したか否かが判定される。 遅延時間Tdを経過するまでは、判定Noとなり、ステップS160が繰り返される。即ち、遅延時間Tdが経過するまで、補助電源2からの補助エネルギ投入開始が待機されることになる。
遅延時間Tdのカウントがアップすると、判定Yesとなり、ステップS170に進む。
ステップS170の補助用素子駆動行程では、ドライバ12から補助用素子20に駆動信号VGSが印加され、補助用素子20がオンとなる。
この補助用素子20がオンとなっている間、昇圧用キャパシタ15から放電維持のためのエネルギが投入され続ける。
Next, in the delay time determination step of step S160, it is determined whether or not the delay time Td that has started counting in synchronization with the fall of the ignition signal IGt has elapsed. Until the delay time Td elapses, the determination is No and step S160 is repeated. That is, the start of auxiliary energy input from the auxiliary power supply 2 is waited until the delay time Td elapses.
When the count of the delay time Td is increased, the determination is Yes and the process proceeds to step S170.
In the auxiliary element driving process in step S170, the drive signal VGS is applied from the driver 12 to the auxiliary element 20, and the auxiliary element 20 is turned on.
While the auxiliary element 20 is on, energy for maintaining discharge is continuously supplied from the boosting capacitor 15.

次いでステップS180の放電期間経過判定行程では、点火信号IGtの立ち下がりに同期してカウントを開始した放電期間TDCが経過したか否かが判定される。
放電期間TDCが経過するまでは、判定Noとなり、ステップS180が繰り返される。
Next, in the discharging period elapses the determination process of step S180, whether or not to start counting in synchronization with the fall of the ignition signal IGt discharge period T DC is elapsed.
Until the discharge period TDC elapses, the determination is No and step S180 is repeated.

放電期間TDCがアップすると、判定Yesとなり、ステップS190に進む。
ステップS190の補助用素子停止工程では、補助用素子20の駆動を停止し、補助用電源2からのエネルギ投入を終了する。
なお、遅延時間Td及び放電期間TDCは、後述する補間方法によって運転状況に応じた値に補間される。
When the discharge period TDC is increased, the determination is Yes, and the process proceeds to step S190.
In the auxiliary element stopping step of step S190, the driving of the auxiliary element 20 is stopped and the input of energy from the auxiliary power source 2 is ended.
The delay time Td and the discharge period T DC is interpolated to a value corresponding to the operating conditions by the interpolation method described below.

図4A、図4Bを参照して、遅延時間Td及び放電期間TDCの補間方法について説明する。
遅延時間Tdを補間するため、遅延時間演算部210又はECU6に図4Aに示すようなマップデータを記憶し、エンジンパラメータEPrから判定した内燃機関の運転状況に応じて、遅延時間Tdの長短が決定され、上述の制御フローに補間される。
Figure 4A, with reference to FIG. 4B, described interpolation method of the delay time Td and the discharge period T DC.
In order to interpolate the delay time Td, map data as shown in FIG. 4A is stored in the delay time calculation unit 210 or the ECU 6, and the length of the delay time Td is determined according to the operating condition of the internal combustion engine determined from the engine parameter EPr. And interpolated in the control flow described above.

例えば、エンジン回転数Neが低く、吸気圧PINも低い場合には、着火が容易であるため、遅延時間Tdを長くした値が選択される。
これとは反対に、エンジン回転数Neが高く、吸気圧PINも高い場合には、着火が困難であるため、遅延時間Tdを短くした値が選択される。
その結果、易着火性の運転条件においては、補助用電源2からのエネルギ投入開始時期が遅くなり、電費の抑制が図られ、難着火性の運転条件においては、補助用電源2からのエネルギ投入開始時期が速くなり、二次電流I2の維持が図られる。
For example, when the engine speed Ne is low and the intake pressure PIN is also low, ignition is easy, so a value with a longer delay time Td is selected.
On the contrary, when the engine speed Ne is high and the intake pressure PIN is also high, ignition is difficult, so a value with a short delay time Td is selected.
As a result, the energy input start time from the auxiliary power source 2 is delayed under the easily ignitable operating conditions, and the power consumption is suppressed, and the energy input from the auxiliary power source 2 is performed under the difficult ignitable operating conditions. The start time is accelerated, and the secondary current I2 is maintained.

同様に、放電期間TDCは、遅延時間演算部210又はECU6に図4Bに示すようなマップデータを記憶し、エンジンパラメータEPrから判定した内燃機関の運転状況に応じて、放電期間TDCの長短が決定され、上述の制御フローに補間される。
例えば、エンジン回転数Neが低く、吸気圧PINも低い場合には、着火が容易であるため、放電期間TDCを短くした値が選択される。
これとは反対に、エンジン回転数Neが高く、吸気圧PINも高い場合には、着火が困難であるため、放電期間TDCを長くした値が選択される。
その結果、易着火性の運転条件においては、補助用電源2からのエネルギ投入期間が短くなり、電費の抑制が図られ、難着火性の運転条件においては、補助用電源2からのエネルギ投入期間が長くなり、二次電流I2の維持が図られる。
Similarly, discharge period T DC stores map data such as that shown in FIG. 4B to the delay time calculation unit 210 or ECU 6, in accordance with the operating condition of the internal combustion engine is determined from engine parameters EPR, the length of the discharging period T DC Is determined and interpolated into the control flow described above.
For example, the engine speed Ne is low and the intake air pressure P IN is low, because the ignition is easy, shorter discharge period T DC value is selected.
On the contrary, high engine rotational speed Ne, when the intake air pressure P IN is high, because the ignition is difficult, long discharge period T DC value is selected.
As a result, the energy input period from the auxiliary power source 2 is shortened under the easily ignitable operating conditions, and the power consumption is suppressed. Under the difficult ignition conditions, the energy input period from the auxiliary power source 2 is achieved. And the secondary current I2 is maintained.

エンジン回転数Ne、吸気圧PIN以外のアクセル開度Th、クランク角CA、エンジン水温Tw、EGR率、空燃比A/F等からも、エンジンの運転状況を把握することが可能で、高回転、高負荷と判断される場合には、放電遅延時間Tdを短く、放電期間TDCを長くし、低回転、低付加と判断される場合には、放電遅延時間Tdを長く、放電期間TDCを短くする。
また、点火コイル4の一次電圧V1、一次電流I1、二次電圧V2、二次電流I2を直接的に読み取り、その変化から、放電維持が困難と判断される場合には、放電遅延時間Tdを短く、放電期間TDCを長くすることで、安定した着火を図ることもできる。
The engine operating status can also be determined from the engine speed Ne, the accelerator opening Th other than the intake pressure PIN , the crank angle CA, the engine water temperature Tw, the EGR rate, the air-fuel ratio A / F, etc. in the case where it is determined that a high load is the discharge delay time Td shorter, the discharge period T DC lengthened, when the low rotation, it is determined that low added is longer discharge delay time Td, the discharge period T DC To shorten.
Further, the primary voltage V1, the primary current I1, the secondary voltage V2, and the secondary current I2 are directly read from the ignition coil 4, and if it is determined that it is difficult to maintain the discharge from the changes, the discharge delay time Td is set. short, by increasing the discharge period T DC, it is also possible to achieve a stable ignition.

ここで、図5A、図5B、図6A、図6Bを参照して、本発明の効果を確認するために本発明者等が行った試験結果について説明する。
図5Aは、比較例2として、本発明を設けていない従来の点火装置において、低回転、低負荷の運転条件で点火を行った場合の問題点を示す特性図である。
放電の後期に燃焼室内を流れる筒内気流によって、点火プラグ5に形成された放電経路が引き延ばされると、放電電圧が上昇し、二次電流I2が瞬断され、失火に至る虞がある。
Here, with reference to FIG. 5A, FIG. 5B, FIG. 6A, and FIG. 6B, the test result which the present inventors conducted in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
FIG. 5A is a characteristic diagram showing a problem when ignition is performed under low-rotation and low-load operating conditions in a conventional ignition device not provided with the present invention as Comparative Example 2.
If the discharge path formed in the spark plug 5 is extended by the in-cylinder airflow flowing in the combustion chamber in the later stage of the discharge, the discharge voltage rises, the secondary current I2 is momentarily interrupted, and there is a risk of misfire.

一方、図5Bに実施例2として示す、本発明の点火装置を用いて、低回転、低負荷の運転条件で点火を行った場合、放電の吹き消えが生じやすくなる放電後期まで、補助電源2からのエネルギ投入を遅延させ、所定の遅延時間Td経過した後に補助電源2からのエネルギ投入を開始する構成となっている。
このような構成にすることで、吹き消えの生じ易い吹き消え限界電流近傍から吹き消えが発生しやすい放電後期の時期に、補助電源2からのエネルギ投入が行われるため、最小限のエネルギで放電維持を図ることができる。
On the other hand, when the ignition device of the present invention shown in FIG. 5B is used as an example 2 and the ignition is performed under the low rotation and low load operating conditions, the auxiliary power source 2 is used until the late discharge when the discharge is likely to blow out. Energy input from the auxiliary power source 2 is started after a predetermined delay time Td has elapsed.
With this configuration, energy is input from the auxiliary power source 2 at the later stage of discharge when blowout is likely to occur near the blowout limit current where blowout is likely to occur. Can be maintained.

図6Aは、比較例3として示す、本発明を設けていない従来の点火装置において、高回転、高負荷の運転条件で点火を行った場合の問題点を示す特性図である。
比較例3では、強い筒内気流の影響により、比較例2よりも早期に吹き消えが起こり、吹き消えの発生回数も多く、再放電によるエネルギの消耗も大きく、失火に至るおそれがさらに高くなる。
図6Bは、実施例3として示す、本発明の点火装置を用いて、高回転、高負荷の運転条件で点火を行った場合、早期に放電の吹き消えが生じ易くなるので、補助電源2からの放電を遅延させる遅延時間Tdを短くし、早期に補助電源2からの放電を開始し、放電期間TDCを長くする構成となっている。
FIG. 6A is a characteristic diagram showing a problem when ignition is performed under high rotation and high load operating conditions in a conventional ignition device not provided with the present invention, which is shown as Comparative Example 3.
In Comparative Example 3, blowout occurs earlier than Comparative Example 2 due to the strong in-cylinder airflow, the number of blowouts is large, energy consumption due to re-discharge is large, and the risk of misfire is further increased. .
FIG. 6B shows that when the ignition device of the present invention shown as Example 3 is used to ignite under high-rotation and high-load operating conditions, it is easy for the discharge to blow out early. The delay time Td for delaying the discharge is shortened, the discharge from the auxiliary power supply 2 is started early, and the discharge period TDC is lengthened.

このような構成とすることで、二次電圧V2の上昇を抑制し、放電経路を維持し、放電経路の吹き消えを生じることなく安定した着火を実現できることが確認された。以上により、以下の知見を得た。
(1)内燃機関8の回転数Ne、又は、内燃機関8の負荷(吸気圧PIN)が低い程、点火信号IGtの立ち下がりから補助用素子20の開閉駆動を開始するまでの遅延時間Tdを長くし、内燃機関8の回転数Neが高い程、又は、内燃機関8の負荷(吸気圧PIN)が高い程、補助用開閉素子20の開閉駆動を開始するまでの遅延時間Tdを短くするのが望ましい。
(2)内燃機関8の回転数Neが低い程、又は、内燃機関8の負荷(吸気圧PIN)が低い程、補助用素子20の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間TDCを短くし、内燃機関8の回転数Neが高い程、又は、内燃機関8の負荷吸気圧PIN)が高い程、補助用開閉素子(20)の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間(TDC)を長くするのが望ましい。
なお、内燃機関の運転状況を示すエンジンパラメータEPrは、回転数Ne及び吸気圧PINに限られるものではない。上述のパラメータから適宜選択し得るものである。
With such a configuration, it was confirmed that the rise of the secondary voltage V2 is suppressed, the discharge path is maintained, and stable ignition can be realized without causing the discharge path to blow out. The following knowledge was acquired by the above.
(1) The delay time Td from the fall of the ignition signal IGt to the start of opening / closing drive of the auxiliary element 20 as the rotational speed Ne of the internal combustion engine 8 or the load (intake pressure P IN ) of the internal combustion engine 8 is lower. And the delay time Td until the opening / closing drive of the auxiliary opening / closing element 20 is started is shortened as the rotational speed Ne of the internal combustion engine 8 is increased or the load (intake pressure P IN ) of the internal combustion engine 8 is increased. It is desirable to do.
(2) The lower the rotation speed Ne of the internal combustion engine 8, or, the lower the load of the internal combustion engine 8 (intake pressure PIN), the discharge period T DC to achieve discharge maintained by opening and closing of the auxiliary element 20 is short, The higher the rotational speed Ne of the internal combustion engine 8 or the higher the load intake pressure PIN) of the internal combustion engine 8, the longer the discharge period (T DC ) for maintaining discharge by the opening / closing drive of the auxiliary opening / closing element (20). Is desirable.
Note that the engine parameter EPr indicating the operating state of the internal combustion engine is not limited to the rotational speed Ne and the intake pressure PIN . It can be appropriately selected from the above parameters.

図7を参照して、本発明の第2の実施形態における点火装置7aについて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号付し、相違する部分にアルファベットの枝番を付したので、同一の構成については、説明を省略し、特徴的な部分についてのみ説明する。
上記実施形態においては、遅延時間演算部210をドライバ21に設けたが。本実施形態においてはECU6内に設け、ECU6内で演算の結果、遅延時間Td、放電期間TDCを点火信号IGtと重畳的にドライバ21aに送信するようにした点が相違する。
本実施形態においても、上記実施形態と同様、内燃機関の運転状況に応じて、過不足なく補助用電源2からのエネルギ投入を行うことで、安定した着火と、電費の抑制との両立を図ることができる。
With reference to FIG. 7, the ignition device 7a in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In addition, about the structure similar to the said embodiment, since the same code | symbol was attached | subjected and the branch number of the alphabet was attached | subjected to the different part, description is abbreviate | omitted about the same structure, and only a characteristic part is demonstrated.
In the above embodiment, the delay time calculation unit 210 is provided in the driver 21. Provided in the ECU 6 in the present embodiment, the result of calculation in the ECU 6, the delay time Td, in that the discharge period T DC were to transmit to the overlapping manner driver 21a and the ignition signal IGt is different.
Also in the present embodiment, as in the above-described embodiment, energy can be input from the auxiliary power source 2 without excess or deficiency in accordance with the operation status of the internal combustion engine, thereby achieving both stable ignition and suppression of power consumption. be able to.

図8を参照して、本発明の第3の実施形態における点火装置7bについて説明する。
上記実施形態においては、エンジン回転センサ、吸気圧センサ、アクセル開度計、クランク角センサ、エンジン水温計等の内燃機関8に設けた図略の運転状況確認手段9によって検出されたデータをエンジンパラメータEPrとした例を示したが、本実施形態においては、点火コイル4の一次電圧V1を検出する一次電圧検出手段211を設け、一次電圧V1から二次電圧V2の変化を予測し、これを遅延時間演算部210bにフィードバックして、遅延時間Td及び放電時間TDCを算出している点が相違する。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を発揮できる。更には一次電流から二次電圧の変化を予測しても良いし、二次電圧V2や二次電流I2を計測し変化を予測し制御に使用してもよい。
With reference to FIG. 8, the ignition device 7b in the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
In the above embodiment, the data detected by the operating condition confirmation means 9 (not shown) provided in the internal combustion engine 8 such as an engine rotation sensor, an intake pressure sensor, an accelerator opening meter, a crank angle sensor, and an engine water temperature gauge are used as engine parameters. In the present embodiment, the primary voltage detection means 211 for detecting the primary voltage V1 of the ignition coil 4 is provided, the change of the secondary voltage V2 is predicted from the primary voltage V1, and this is delayed. The difference is that the delay time Td and the discharge time TDC are calculated by feeding back to the time calculator 210b.
Also in this embodiment, the same effect as the above embodiment can be exhibited. Furthermore, a change in the secondary voltage may be predicted from the primary current, or the change may be predicted by measuring the secondary voltage V2 or the secondary current I2 and used for control.

7 点火装置
8 内燃機関
9 運転状況確認手段
1 昇圧回路
10 直流電源
11 エネルギ蓄積用インダクタ
12 昇圧用開閉素子(PTr12)
13 昇圧用開閉素子駆動ドライバ
14 第1の整流素子
15 昇圧用キャパシタ(C)
2 補助用電源
20 補助用開閉素子(MOS20)
21 補助用開閉素子駆動回路(補助用ドライバ)
210 遅延時間演算部
22 第2の整流素子
3 点火用開閉素子(PTr3)
4 点火コイル
41 一次巻線(L1)
42 二次巻線(L2)
43 コア
44 整流素子
5 点火プラグ
6 エンジン制御装置(ECU)
IGt 点火信号
IGw 放電期間信号
EPr エンジンパラメータ
Td 遅延時間
DC 放電期間
V1 一次電圧
V2 二次電圧
I2 二次電流
7 Ignition Device 8 Internal Combustion Engine 9 Operating Condition Confirming Means 1 Booster Circuit 10 DC Power Supply 11 Energy Storage Inductor 12 Booster Switch Element (PTr12)
13 Boosting Open / Close Element Drive Driver 14 First Rectifier 15 Boosting Capacitor (C)
2 Auxiliary power supply 20 Auxiliary switching element (MOS20)
21 Auxiliary open / close element drive circuit (auxiliary driver)
210 Delay Time Calculation Unit 22 Second Rectifier Element 3 Ignition Open / Close Element (PTr3)
4 Ignition coil 41 Primary winding (L1)
42 Secondary winding (L2)
43 Core 44 Rectifier 5 Spark plug 6 Engine control unit (ECU)
IGt Ignition signal IGw Discharge period signal EPr Engine parameter Td Delay time T DC discharge period V1 Primary voltage V2 Secondary voltage I2 Secondary current

Claims (7)

少なくとも、直流電源(10)と、該直流電源(10)の電源電圧を昇圧する昇圧回路(1)と、該昇圧回路(1)に接続せしめた一次巻線(40)の電流の増減により二次巻線(41)に高い二次電圧(V2)を発生する点火コイル(4)と、機関の運転状況に応じて発信された点火信号(IGt)にしたがって前記一次巻線(40)への電流の供給と遮断を切り換える点火用開閉素子(3)と、前記二次巻線(41)に接続され、前記二次巻線(41)からの二次電圧(V2)の印加により、内燃機関の燃焼室内に火花放電を発生させる点火プラグ(5)と、を具備して、内燃機関の点火を行う点火装置であって、
前記点火用開閉素子(3)の開閉によって、前記点火プラグ(5)の放電を開始した後、所定の遅延時間(Td)を経過した後、前記昇圧回路(1)からの放電と停止とを前記一次巻線(40)の点火開閉素子(3)側から重畳的に行うことによって、前記二次巻線(41)に流れる電流を増加する補助用電源(2)とを具備し、
該補助用電源(2)からの放電の停止を切り換える補助用開閉素子(20)と、該補助用開閉素子(20)を開閉駆動する補助用開閉素子駆動回路(21、21a、21b)と、
内燃機関の運転状況を示すエンジンパラメータ(EPr)に応じて、前記補助用開閉素子(20)の駆動を前記点火信号(IGt)の終了位置(立ち下がり)から所定の遅延時間(Td)だけ遅れて開始させる遅延時間演算部(210、210a、210b)とを具備することを特徴とする点火装置(7、7a、7b)
At least by the increase and decrease of the current of the DC power supply (10), the booster circuit (1) that boosts the power supply voltage of the DC power supply (10), and the primary winding (40) connected to the booster circuit (1). An ignition coil (4) that generates a high secondary voltage (V2) in the secondary winding (41), and an ignition signal (IGt) that is transmitted according to the operating condition of the engine, to the primary winding (40). An ignition switching element (3) for switching between supply and interruption of current and the secondary winding (41) are connected to the internal combustion engine by application of the secondary voltage (V2) from the secondary winding (41). An ignition plug (5) for generating a spark discharge in the combustion chamber, and igniting the internal combustion engine,
After the ignition plug (5) starts discharging by opening and closing the ignition switching element (3), the discharge from the booster circuit (1) is stopped and stopped after a predetermined delay time (Td) has elapsed. An auxiliary power source (2) that increases the current flowing through the secondary winding (41) by superimposing from the ignition switching element (3) side of the primary winding (40);
An auxiliary open / close element (20) for switching stoppage of discharge from the auxiliary power supply (2), an auxiliary open / close element drive circuit (21, 21a, 21b) for driving the open / close element (20) to open and close,
The driving of the auxiliary opening / closing element (20) is delayed by a predetermined delay time (Td) from the end position (falling) of the ignition signal (IGt) in accordance with the engine parameter (EPr) indicating the operating state of the internal combustion engine. And an ignition device (7, 7a, 7b) comprising a delay time calculation unit (210, 210a, 210b) to be started
前記遅延時間演算部(210、210a、210b)は、エンジン回転数(Ne)、吸気圧(PIN)、アクセル開度(Th)、クランク角(CA)、エンジン水温(Tw)、EGR率、空燃比(A/F)、点火コイル(4)の一次電圧(V1)、点火コイル(4)の一次電流(I1)、点火コイル(4)の二次電圧(V2)、点火コイル(4)の二次電流(I2)のいずれかから選択した1又は複数のエンジンパラメータ(EPr)に基づいて判定した内燃機関の運転状況に応じて、
前記内燃機関の回転数が低い程、又は、前記内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子(20)の開閉駆動を開始する遅延時間(Td)を長くし、
前記内燃機関の回転数が高い程、又は、前記内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子(20)の開閉駆動を開始する遅延時間(Td)を短くする請求項1に記載の点火装置(7、7a、7b)
The delay time calculation unit (210, 210a, 210b) includes an engine speed (Ne), an intake pressure (P IN ), an accelerator opening (Th), a crank angle (CA), an engine water temperature (Tw), an EGR rate, Air-fuel ratio (A / F), primary voltage (V1) of ignition coil (4), primary current (I1) of ignition coil (4), secondary voltage (V2) of ignition coil (4), ignition coil (4) Depending on the operating condition of the internal combustion engine determined based on one or more engine parameters (EPr) selected from any of the secondary currents (I2) of
The lower the rotational speed of the internal combustion engine or the lower the load on the internal combustion engine, the longer the delay time (Td) for starting the opening / closing drive of the auxiliary element (20),
The ignition according to claim 1, wherein the delay time (Td) for starting the opening / closing drive of the auxiliary opening / closing element (20) is shortened as the rotational speed of the internal combustion engine is higher or the load of the internal combustion engine is higher. Device (7, 7a, 7b)
前記内燃機関の回転数が低い程、又は、前記内燃機関の負荷が低い程、前記補助用素子(20)の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間(TDC)を短くし、前記内燃機関の回転数が高い程、又は、前記内燃機関の負荷が高い程、前記補助用開閉素子(20)の開閉駆動によって放電維持を図る放電期間(TDC)を長くする請求項1又は2に記載の点火装置(7、7a、7b) The lower the rotation speed of the internal combustion engine or the lower the load on the internal combustion engine, the shorter the discharge period (T DC ) for maintaining discharge by opening and closing the auxiliary element (20), 3. The discharge period (T DC ) for maintaining discharge by opening / closing drive of the auxiliary switching element (20) is lengthened as the rotational speed is higher or the load of the internal combustion engine is higher. Ignition device (7, 7a, 7b) 前記遅延時間演算部(210)又は前記エンジン制御装置(6)のいずれかが、前記エンジンパラメータから判定した内燃機関の運転状況から、前記遅延時間(Td)及び前記放電期間(TDC)を補間するマップデータとして記憶する請求項1ないし3のいずれかに記載の点火装置(7、7a、7b) Either the delay time calculation unit (210) or the engine control device (6) interpolates the delay time (Td) and the discharge period (T DC ) from the operating state of the internal combustion engine determined from the engine parameters. The ignition device (7, 7a, 7b) according to any one of claims 1 to 3, wherein the ignition device (7, 7a, 7b) is stored as map data. 前記補助用電源(3)からのエネルギ投入は前記一次巻線(40)の前記一次巻線(40)と前記点火用開閉素子(3)との接続点から実施することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の点火装置(7、7a、7b)   The energy input from the auxiliary power supply (3) is performed from a connection point between the primary winding (40) of the primary winding (40) and the ignition switching element (3). Ignition device according to any one of 1 to 4 (7, 7a, 7b) 前記昇圧回路(1)が、前記直流電源(10)に接続したエネルギ蓄積用インダクタ(11)と、前記点火信号(IGt)にしたがって所定の期間だけ前記インダクタ(11)への電流の供給と遮断を所定の周期で切り換える開閉素子(12)と、前記インダクタ(11)に並列に接続したキャパシタ(15)と、前記インダクタ(11)から前記キャパシタ(15)への電流を整流する第1の整流素子(14)とからなる請求項1ないし5のいずれかに記載の点火装置(7、7a、7b)   The booster circuit (1) supplies and shuts off current to the inductor (11) for a predetermined period according to the energy storage inductor (11) connected to the DC power supply (10) and the ignition signal (IGt). A switching element (12) that switches between the inductor (11) and a capacitor (15) connected in parallel to the inductor (11), and a first rectifier that rectifies current from the inductor (11) to the capacitor (15) Ignition device (7, 7a, 7b) according to any of claims 1 to 5, comprising an element (14). 前記補助用電源(2)が、前記キャパシタ(15)と前記一次巻線(40)との間に介装され、前記キャパシタ(15)からの放電と停止とを切り換える補助用開閉素子(20)と、前記キャパシタ(15)から前記一次巻線(40)への電流を整流する第2の整流素子(22)と、前記直流電源(10)と、前記インダクタ(11)と前記キャパシタ(15)とからなる請求項1ないし6のいずれかに記載の点火装置(7、7a、7b)   The auxiliary power source (2) is interposed between the capacitor (15) and the primary winding (40), and switches between the discharge and stop of the capacitor (15). A second rectifying element (22) for rectifying current from the capacitor (15) to the primary winding (40), the DC power supply (10), the inductor (11), and the capacitor (15) The ignition device (7, 7a, 7b) according to any one of claims 1 to 6,
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